Cu含量對低銀無鉛焊點的界面結構及力學行為的影響.pdf

1、釬料作為電子元器件的連接材料,起著實現(xiàn)元器件之間電氣連接的重要作用,Sn—Ag-Cu(SAC)釬料由于其性能良好已經(jīng)被認為Sn-Pb釬料的最佳替代品,但是實際應用中仍存在一些問題。通過在釬料中添加微量元素來改善釬料性能,作為一種有效方法越來越被重視。本文以一種新的低銀Sn—Ag-Cu-Ni-Bi釬料為研究對象,以老化、深腐蝕為手段,借助掃描電子顯微鏡、結合強度測試儀及壓痕硬度測試儀等設備,分析Cu含量的變化與低銀釬料(Sn-Ag-Cu-

2、Ni-Bi)在Cu、Ni焊盤上形成的焊點的界面行為及力學性能的關系。
　　 研究結果表明:在Cu焊盤上,Cu含量在0.3wt％-1.5wt％區(qū)間時,隨著釬料中Cu含量的變化,界面IMC層的厚度,組成及形貌發(fā)生了明顯的改變。隨著Cu含量的增加,回流焊后IMC層厚度逐漸變薄,IMC的晶粒尺寸逐漸增大。同時界面化合物的組成和形貌都發(fā)生了顯著變化,當Cu含量小于0.5wt％時,界面處形成了大量的小顆粒狀化合物(Cu,Ni)6Sn5,而當

3、Cu含量為0.7wt％時,界面處同時存在著少量的小顆粒狀化合物(Cu,Ni)6Sn5和大量的棱柱狀化合物Cu6Sn5；當Cu含量為1.0wt％-1.5wt％時,粒狀和棱柱狀化合物消失,界面只存在鵝卵石狀的化合物Cu6Sn5。160℃時效后,時效后Cu含量為1.0wt％時,界面IMC層厚度增加量最小。釬料中Cu含量為0.5wt％時,焊點的剪切強度最大。壓痕硬度隨著Cu含量的增加而增大。
　　 在Ni焊盤上,Cu含量在0.3-1.5

4、wt％區(qū)間時,隨著Cu含量的增加,界面IMC層變厚；Cu含量為0.3wt％時,界面IMC為大量片層狀的(Ni,Cu)3Sn4；當Cu含量為0.5wt％時,界面IMC為少量片層狀的(Ni,Cu)3Sn4和多面體狀的(Cu,Ni)6Sn5化合物；當Cu含量大于0.7wt％時,界面IMC為長條狀的(Cu,Ni)6Sn5。時效后,焊點界面IMC層增厚,Cu含量為1.0wt％時,釬料的抗老化性能最好。釬料中Cu含量為1.0wt％時,焊點的抗剪切能